基于建模仿真的三相变流器设计研究

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现今我国乃至世界对绿色可再生能源,例如太阳能、风能等的关注度越来越高。然而,太阳能、风能等新型能源转化成的电能是很不稳定的,如果直接接入电网会引起电网的不稳定,如果能量较大,甚至会对电网造成冲击,使电网瘫痪。为此,通常采用电力电子变流器作为接口,进行并网,在供用户使用。本文将对基于建模仿真的三相变流器设计进行研究,该项研究对抑制谐波干扰,提高三相变流器工作的效率和稳定性具有较好的工程应用价值。  不同拓扑的变流器在该领域内得以广泛的应用。  本文在查阅和分析电力电子变流器的国内外研究现状的基础上,对当前三相变流器的主电路拓扑结构进行理论分析和数学建模,通过分析使主电路得到了优化;采用SVPWM算法来实现电压电流调节,并结合以上建模分析,优化了三相变流器的参数设置,从而提高变流器的快速响应能力和效率;为了验证数学模型和SVPWM算法在变流器上的有效性,构建变流器的MATLAB仿真模型进行仿真分析。最后将仿真验证的算法移植到控制芯片中进行实验验证,实际实验中,对主电路的功率器件进行了选型,对母线支撑电容、LCL滤波器参数、阻尼电阻参数依据实验条件和理论分析进行合理选取,使所设计的三相变流器的工作效率、工作稳定性和抗干扰性能得到了较大的提高。  通过研究和实验分析,达到了设计目的。与其他设计相比较,在主电路方面,与传统的L或LC并网方式相比,LCL滤波能够滤除更高次谐波,在相同的滤波能力下,可以减少L电感量来降低产品总体成本;在控制算法方面,通过数学模型分析和研究,验证了电流环路对于给定参数有更快速、更准确的跟踪能力。这为以后大功率并网变流器的设计及改进提供了有益的新思路。
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